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垂直起降戰(zhàn)機的發(fā)展前景

 limao164 2022-07-13 發(fā)布于四川

垂直起降戰(zhàn)機的發(fā)展前景



遠望智庫開源情報中心  侯 兵  編譯

垂直起降戰(zhàn)機，作為一種飛行器，結(jié)構(gòu)比較復雜。試驗型號、方案和思想不勝枚舉，但進入實踐運用階段時，經(jīng)常顯得生命力不強。
真正用于實踐，并經(jīng)歷過戰(zhàn)火考驗的只有英國的“海鷂”垂直起降戰(zhàn)機，目前英軍、美軍列裝了幾種型號。

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當然，還有前蘇聯(lián)的雅克-38（雅克-141）和美國最新的F-35B，但雅克-38并未得到廣泛應(yīng)用，而F-35B剛剛起步，尚未在實戰(zhàn)中充分證明自己（具有諷刺意味的是，雅克-38和F-35B都轟炸過阿富汗“圣戰(zhàn)者”）。
當我們談?wù)摯怪逼鸾祽?zhàn)機時，有時也包括短距起飛、垂直降落飛機，例如F-35B能夠垂直降落，但許多人懷疑它是否能垂直起飛。
另一個問題是，垂直起飛將大大限制戰(zhàn)斗載荷，減小戰(zhàn)術(shù)半徑，但F-35B畢竟擁有垂直起飛能力。對于垂直起降戰(zhàn)機，有時短距起飛比垂直起飛還要復雜。起初認為，前蘇聯(lián)的雅克-38無法實現(xiàn)短距起飛，因為三臺發(fā)動機（一臺主發(fā)動機，兩臺升力發(fā)動機）實現(xiàn)同步工作十分復雜。
對F-35B而言，短距起飛和垂直降落是主要狀態(tài)，但并不是唯一狀態(tài)，因為需要增大戰(zhàn)斗載荷、戰(zhàn)術(shù)半徑。
一談到垂直起降戰(zhàn)機，許多人經(jīng)常口誅筆伐，認為根本不適合參加戰(zhàn)斗行動，但事實絕非如此。
垂直起降戰(zhàn)機的研制技術(shù)的確比經(jīng)典結(jié)構(gòu)的飛機復雜，而且長期以來發(fā)展陷入停滯，但現(xiàn)在垂直起降戰(zhàn)機與經(jīng)典飛機的差距正在縮小。
下面分析一下對垂直起降戰(zhàn)機的常見詬病：


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一、造價過高


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有人認為，與經(jīng)典飛機相比，垂直起降戰(zhàn)機造價過高。
反駁這一觀點輕而易舉。美國擁有著名的F-35第五代輕型戰(zhàn)斗機計劃，存在三種版本：空軍的經(jīng)典布局F-35A，海軍的航母艦載型F-35C和海軍陸戰(zhàn)隊的F-35B。維基解密公布了上述戰(zhàn)機的造價。
可以發(fā)現(xiàn)，前幾批F-35B的造價與經(jīng)典的F-35A大致相同，甚至低于艦載型F-35C的造價。
為什么后來幾批F-35B的相對造價提高了？
可以推測，問題在于，F(xiàn)-35A由于實現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)，單機造價下降。F-35B、F-35C的造價差距并不大。顯然，垂直起降戰(zhàn)機應(yīng)該比經(jīng)典戰(zhàn)機貴，但差距大約只在百分之十以內(nèi)，而且主要原因是垂直起降戰(zhàn)機產(chǎn)量小。
現(xiàn)代飛行器上造價最高的是機載電子設(shè)備，而三種版本戰(zhàn)機的電子設(shè)備基本相同。甚至是發(fā)動機— 飛機的心臟，F(xiàn)-35A、F-35B和F-35C在很大程度上實現(xiàn)了通用。
經(jīng)常有人說，正是由于將垂直起降戰(zhàn)機納入F-35A、F-35B和F-35C生產(chǎn)線導致了造價上升和整個計劃延遲。據(jù)說，如果不與垂直起降戰(zhàn)機實現(xiàn)通用，其余的飛機會更好、更廉價，但這種可能性并不大。
如上所述，現(xiàn)代戰(zhàn)機上最昂貴的是機載電子設(shè)備、軟件。
那發(fā)動機呢？發(fā)動機實現(xiàn)了通用化，此外，F(xiàn)-35B的F-135-PW-600發(fā)動機進展緩慢不應(yīng)對F-135-PW-100（F-35A）和F135-PW-400（F-35C）產(chǎn)生影響。不要忘記，最復雜的是轉(zhuǎn)向噴口，美國顯然借鑒了前蘇聯(lián)的R79V-300(產(chǎn)品79)。

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二、起飛著陸復雜


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一般認為，在起飛著陸階段操控垂直起降飛機要復雜得多，這些狀態(tài)下飛行員的風險也更高。
過去確實如此。但目前起飛著陸過程的自動化水平已經(jīng)非常高，垂直或短距起飛，垂直降落，甚至比經(jīng)典飛機還簡單。舉個例子，現(xiàn)在可多次使用運載火箭的第一級已經(jīng)完全能夠?qū)崿F(xiàn)“優(yōu)雅”的自動著陸。
下一步自動化水平將進一步提高。垂直起降戰(zhàn)機從顛簸的平臺（艦艇）、在惡劣氣象條件下（強風、低能見度）、原地、短距滑跑、從滑躍式甲板、或以普通水平狀態(tài)起飛更加容易。


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三、生存力問題


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當敵人突然發(fā)動進攻時，機群需要盡快升空，一部分垂直起降戰(zhàn)機可以從“無彈射器”的航母、使用滑躍式甲板全副武裝起飛，而另一部分為了不在滑躍式甲板上長時間等待，可以直接短距滑跑起飛。
部分垂直起降戰(zhàn)機甚至可以垂直起飛，不會淪為艦艇上的靶子，至少可以攜帶一定的戰(zhàn)斗基數(shù)，例如，幾枚空空導彈。
也可以利用滑躍式甲板迅速建立陸上機場，適于在山地或叢林地形無法構(gòu)設(shè)全尺寸跑道時，迅速建立前沿空軍基地。


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四、經(jīng)典飛機同樣可以辦到


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許多人指出，先進的經(jīng)典戰(zhàn)機同樣可以短距滑跑起飛。的確如此，但與垂直起降戰(zhàn)機相比，還是存在一定差距。
大部分先進戰(zhàn)斗機不開加力時起飛滑跑的長度為500-700米，打開加力時，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)，這一距離可以縮短到250-350米。但問題是此時攜帶何種戰(zhàn)斗載荷，耗油如何？
蘇-35以正常起飛重量、開全加力時，起飛滑跑長度為400-450米，蘇-57— 350米。F-35B短距滑跑起飛需要161米，使用滑躍式甲板為137米。
而雅克-141可以有六種起飛方式：
普通方式，升力-巡航發(fā)動機的噴口保持水平狀態(tài)，升力發(fā)動機斷開；
- 短距滑跑120米起飛，升力發(fā)動機開車后，升力-巡航發(fā)動機噴口推力方向的變化達62度；
- 短距滑跑60-80米起飛，使用制動裝置（機輪制動器）；
- 超短距滑跑6米起飛，使用機輪制動器，升力巡航發(fā)動機的噴口預先翻轉(zhuǎn)62度，啟動升力發(fā)動機；
- 使用滑躍式甲板；
- 垂直起飛。
經(jīng)典飛機的著陸與垂直起降戰(zhàn)機根本沒法比。即使在航母上使用阻攔索，著陸過程，特別是在顛簸的平臺上，也比垂直起降戰(zhàn)機復雜得多，而且這一過程實現(xiàn)自動化很難（盡管可以），而且對飛行器的載荷要求很高。
即使蘇-35使用減速傘，著陸滑跑距離也長達600米。
一些來源稱，蘇-57著陸滑跑距離僅有100米，但目前不清楚，它是如何辦到的（即使能夠達到），這種情況下對其有效載荷有什么硬性要求？
其他來源稱，蘇-57的著陸滑跑距離僅為蘇-35的二分之一，約250-300米，似乎這更加接近現(xiàn)實。
無論如何，如果垂直起降戰(zhàn)機可以在彈丸之地著陸，經(jīng)典飛機則需要首先進入著陸下滑線，然后以很高的精度在跑道一定地點著陸。即使著陸滑跑的距離能夠達到100米，也需要在一定地點準確接地，為了應(yīng)對突發(fā)情況，跑道要有余量，即最短不能少于200-300米。如果蘇-57的著陸滑跑距離為250-300米，需要跑道的長度約為400-500米。對著陸的要求還是很高的。
現(xiàn)代機載精確制導武器對使用條件很敏感— 振動、溫度變化、沖擊。每種裝備型號對起降的數(shù)量都有一定要求。著陸越“硬”，昂貴武器損壞的概率就越大。在航母上降落，不僅戰(zhàn)機，而且不可損耗的戰(zhàn)斗載荷同樣面臨考驗。
垂直起降戰(zhàn)機可以較小的過載攜帶有效載荷返航，這在F-35C的“硬”著陸與 F-35B的對比中一目了然。


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五、耗油量大、戰(zhàn)斗載荷少、飛行性能差


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不可否認，垂直起飛的確減少了戰(zhàn)斗載荷和戰(zhàn)術(shù)半徑。
但如上所述，要看具體情況— 有時敵人對航母或駐扎機場突然發(fā)動密集突擊時，戰(zhàn)機以少量戰(zhàn)斗載荷、油量迅速起飛，比變成廢鐵要好得多。
現(xiàn)代戰(zhàn)斗機攜帶什么樣的戰(zhàn)斗載荷飛行？
例如，F(xiàn)-35B最大載重量為6800千克時，可以在內(nèi)埋式彈倉攜帶4枚AIM-120空空導彈，重量不足800千克，以上述戰(zhàn)斗基數(shù)可以垂直起飛，戰(zhàn)術(shù)半徑減小約30%。
短距起飛的耗油量與經(jīng)典飛機開加力時起飛差不多。
但此時垂直起降戰(zhàn)機起飛滑跑僅需120-160米，而經(jīng)典飛機需要250-350米，即長度多出約一倍。而且此時垂直起降戰(zhàn)機的戰(zhàn)斗載荷可以更多，即使不能達到最大載荷。
一談到垂直起降戰(zhàn)機，許多人會說其戰(zhàn)斗載荷少，然而事實并非如此。
F-35A、F-35B和F-35C的性能差別并不大，F(xiàn)-35B的主要不足是航程短?，F(xiàn)代垂直起降戰(zhàn)機的戰(zhàn)技、飛行性能可以達到同類經(jīng)典戰(zhàn)機的90%以上。

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六、采購量小、銷售困難


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對垂直起降戰(zhàn)機的詬病之一是，國際軍火市場上和本國空軍的采購量小，例如，F(xiàn)-35B。
誰會采購美國的F-35呢？
誰在認真準備打仗？除了以色列，哪個F-35買家在正常作戰(zhàn)？即使是以色列，在與強敵作戰(zhàn)嗎？
阿拉伯人與“六日戰(zhàn)爭”時期早已不可同日而語。給人造成這樣一種印象：現(xiàn)在采購裝備不是為了打仗，而是出于政治、經(jīng)濟原因。
美國已經(jīng)擁有垂直起降戰(zhàn)機。前蘇聯(lián)在這一領(lǐng)域也取得了巨大進展。假如前蘇聯(lián)不解體，英國也許能夠研制成功“海鷂”的替代品。
其他國家呢？例如，中國，我們之前說過，研制垂直起降飛機絕非易事，目前中國自主研制的噴氣發(fā)動機還不是很過關(guān)，而垂直起降飛機需要更加復雜的發(fā)動機。
也許中國暫時并未掌握類似技術(shù)。如果“明天”上述問題解決了，有可能生產(chǎn)數(shù)百架垂直起降戰(zhàn)機。


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七、結(jié)論


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二戰(zhàn)期間，主要交戰(zhàn)國大力建造戰(zhàn)列艦，投入了大量經(jīng)費。但戰(zhàn)斗實踐表明，航空兵、航母和潛艇在海戰(zhàn)中擁有絕對優(yōu)勢。
未來武器裝備的發(fā)展是否也會面臨類似的場景？
目前衛(wèi)星偵察已經(jīng)達到了全新的水平。機場是不是變得十分脆弱？
如果消滅“固定”機場需要準備約一個晝夜，摧毀高速公路跑道需要準備幾個晝夜，發(fā)現(xiàn)、殲滅垂直起降飛機的隱蔽機場則需要約一個星期吧？
最后，發(fā)現(xiàn)長度僅為100-150米的場地比發(fā)現(xiàn)500米以上的跑道困難多了，更不要說“固定”機場的跑道長達數(shù)千米。而且可以展開幾百個假的短距機場，即使不能達到數(shù)千個。
假如戰(zhàn)斗行動前幾周強敵使用遠程兵器、投入全部航空兵，會出現(xiàn)什么情況？
雙方昂貴的精確制導武器會耗盡，然后只能在沒有空中支援的情況展開地面拼殺？這樣的戰(zhàn)斗行動能夠持續(xù)多久？現(xiàn)代條件下曠日持久的進攻戰(zhàn)斗行動難以維持。
假如一方能夠建造高效的垂直起降戰(zhàn)機，并迅速展開大量真、假機動式機場？是不是還能保留一定的航空兵？
而且全尺寸航母與垂直起降戰(zhàn)機航母的造價、效能也值得進一步認真評估。
本文并不想證明垂直起降戰(zhàn)機對經(jīng)典戰(zhàn)斗機擁有絕對優(yōu)勢，恰恰相反，我們認為，還是應(yīng)該由更重的經(jīng)典戰(zhàn)斗機負責奪取制空權(quán)，但輕型戰(zhàn)機在遂行這一任務(wù)時同樣可以發(fā)揮重要作用。
輕型戰(zhàn)機除了采購、使用費更低，與重型戰(zhàn)機相比，優(yōu)勢還體現(xiàn)在，可以實現(xiàn)垂直起降方案。當敵人使用精確制導武器對領(lǐng)土全縱深的固定目標——機場和空軍基地實施突擊時，垂直起降戰(zhàn)機可以顯著提高生存力。



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